DD255204A1 - Vorrichtung zum messen und aufzeichnen von schweissnahtquerschnitten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf das Auswerten von Schweissnahtquerschnitten, wobei ueber eine exakte Schweissnahtquerschnittserfassung eine genaue Bewertung der Schweissnaht vorgenommen werden kann. Dabei ist die erfindungsgemaesse Vorrichtung mit ihrer zwingenfoermigen Spanneinrichtung an die geschliffene Stirnseite angesetzt, und die Spanneinrichtung traegt eine Fuehrungsschiene. Dieser sind zwei Schiebeelemente zugeordnet, wobei das eine Schiebeelement mit einem winkelverstellbaren Messteil sowie mit einem Messschenkel und das andere Schiebeelement mit einer Aufzeichnungsunterlage ausgebildet ist. Mit dem Messteil steht ein Messpunktuebertragungselement in Wirkverbindung. Figur

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen und Aufzeichnen von Schweißnahtquerschnitten, um über eine exakte Schweißnahtquerschnittserfassung eine genaue Bewertung der Schweißnaht vornehmen zu können.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Dem Fachmann allgemein bekannt sind Schweißnahtlehren, die entweder als bewegliche Formmeßlehren oder als feststehende Formlehren ausgebildet sind.

So benutzen die Formlehren, die sich in der Praxis zur üualitätsüberwachung durchgesetzt haben, als Bezugspunkte die Kanten der Teile, die mittels Kahlnahtverbindungen verbunden sind. Die Mitte dieser Punktmessung ergibt die Schweißnahtdicke. Sind aber die Teile nicht rechtwinklig miteinander verbunden, so ist die Kehlnahtdickenmessung fehlerhaft. Es müssen dann eine Vielzahl von Einzellehren mit konstanten Abstufungen eingesetzt werden, bis die Übereinstimmung der äußeren Nahtgeometrie mit der jeweiligen Lehre erreicht ist. Bei überwölbten Nähten aber, wie beispielsweise beim Anwenden des MAG-Schweißens, kann die für eine Berechnung notwendige Nahtdicke nicht angegeben werden.

Weiterhin sind Kurvenlehren bekannt, bei welchen mit einer bestimmten Krümmung beim Anlegen an eine Kehlnaht eine Dreipunktauflage erreicht wird. Mittels des mittleren Kontaktpunktes kann die Kehlnahtdicke bestimmt werden.

Auch diese Kurvenlehren haben, wie alle festen Lehren, den Nachteil, daß durch das Bewerten nur eines Meßpunktes brauchbare Ergebnisse nur bedingt erreicht werden.

Als eine bewegliche Formmeßlehre hat sich die schiebelehrenähnliche Kehlnahtmeßlehre bewährt. Diese wird an einem Schenkel der Kehlnahtverbindung aufgelegt und bis zur Kontaktwirkung in die Kehle geführt. Dann erfolgt mittels Schieber, unter einem Winkel von 45°, die Bestimmung der Kehlnahtdicke, die über eine Skala und Nonius ablesbar ist.

Bei einer anderen beweglichen Formlehre erfolgt der Meßvorgang, indem ein Grundkörper auf einen Schenkel der Kehlnahtverbindung aufgesetzt wird. Mit diesem Grundkörper steht ein exzentrisch gelagertes Teil in Wirkverbindung, welches auf die Schweißnaht eingeschwenkt wird. Entsprechende Markierungen auf den Lehrenteilen ermöglichen das Ablesen der Kehlnahtdicke.

Allen vorbeschriebenen Lösungen haftet der entscheidende Nachteil an, daß sie nur das Messen und Bestimmen der Kehlnahtdicken, abhängig von der äußeren Schweißnahtform oder -kontur, ermöglichen. Für anspruchsvolle Gestaltungsfestigkeitsnachweise, bei welchen zur Berücksichtigung des Tiefeinbrandes die wirkliche Verbindungsgeometrie bekannt sein muß, sind diese realisierbaren Meßmethoden nicht geeignet.

Dies trifft auch zu für die in der DD-PS 61111 beschriebene Vorrichtung zum Abtasten der Schweißwulst, da auch hierbei lediglich Grundlage der Messung die äußere Schweißnahtform oder -kontur ist.

Bei bekannten Abtast-Zeichengeräten für Profile, wie beispielsweise in dem DE-Gbm 7400401 beschrieben, wirkt sich nachteilig aus, daß sie, um separate Aufzeichnungen realisieren zu können, kompliziert ausgebildet sind und daß auch hierbei wiederum nur die äußeren Konturen der Prüfstücke abgetastet werden. Die wirkliche Verbindungsgeometrie von Schweißnähten kann auch mit solchen Lösungen nicht oder nur grob angenähert aufgezeichnet werden.

Ziei der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist es, die Möglichkeit einer genauen Schweißnahtquerschnittserfassung zu schaffen, um durch nachweisbare maximale Werkstoffauslastungen optimierte Schweißnahtausbiidungen anwenden zu können.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Messen und Aufzeichnen von Schweißnahtquerschnitten zu konzipieren, mit welcher sowohl die Außenkontur als auch die Verbindungsgeometrie von Schweißnähten erfaß-und darstellbar seinsoll.

Erfindungsgemäß weist die Vorrichtung, welche stirnseitig an das Prüfstück angesetzt wird, eine Spanneinrichtung auf, um sie beispielsweise an einem Schenkel des Prüfstücks zu befestigen. Es bietet sich an, die Spanneinrichtung zwingenförmig auszubilden, da sich diese Art der Befestigung, unter Berücksichtigung der Vielzahl möglicher geometrischer Formen der Prüfstücke, als am vorteilhaftesten bewährt hat.

Die Spanneinrichtung trägt eine Führungsschiene, auf weicher zwei Schiebeelemente einstellbar angeordnet sind. Während das eine Schiebeelement mit einem winkelverstellbaren Meßteil und einem Meßschenkel ausgebildet sein soll, weist das andere Schiebeelement eine Aufzeichnungsunterlage auf, die zum arretierbaren Anordnen von als Belegen dienenden Mitteln, vorzugsweise Zeichenpapier oder-karton, dient.

Mit dem winkelverstellbaren Meßteil steht ein an sich bekanntes Meßpunktübertragungselement in Wirkverbindung. Obwohl sich hierfür eine Vielzahl von Möglichkeiten anbietet, hat sich in der Praxis doch als günstig erwiesen, ein rechtwinkliges Dreieck anzuwenden.

Dieses wird, nachdem die erfindungsgemäße Vorrichtung an der geschliffenen Stirnseite des Prüfstücks angesetzt und befestigt wurde, und nachdem das winkelverstellbare Meßteil auf den zu untersuchenden Schweißnahtquerschnitt derart eingestellt wurde, daß mittels des Meßschenkels die Konturen des Schweißnahtquerschnittes punktförmig abgenommen werden können, dem winkelverstellbaren Meßteil zum Zweck der Parallelverschiebung und Darstellung dieser Punkte auf dem Zeichenpapier zugeordnet. Daraus resultiert, daß ein beliebiger Maßstab zur Darstellung des Schweißnahtquerschnittes gewählt werden kann, was sich insbesondere hinsichtlich einer praktischen Auswertung der Messung äußerst positiv auswirkt.

Da die tatsächliche Querschnittsgeometrie einer Schweißnaht einen wichtigen Beweis für das Erreichen maximaler Werkstoffauslastungen darstellt und hierbei der Tiefeinbrand eine entscheidende Rolle spielt, soll mit der erfindungsgemäßen Lösung, mit einfachen Mitteln, eine exakte und auswertbare Schweißnahtquerschnittserfassung realisiert werden.

Letztlich soll noch darauf hingewiesen werden, daß es anzustreben ist, die erfindungsgemäße Vorrichtung derart am Prüfstück zu befestigen oder/und die Schiebeelemente derart auszubilden, daß zumindest der vorbeschriebene Meßschenkel in leichten Wirkkontakt mit dieser Stirnseite tritt, wobei sowohl das eine als auch das andere Schiebeelement auf der Führungsschiene .arretierbar sein sollte, beispielsweise mittels Rändelschraube.

Ausführungsbeispiel *

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt die stirnartige Ansicht des Prüfstücks mit angesetzter Vorrichtung.

Deutlich sind das Prüfstück 1 und die zu untersuchende Schweißnahtgeometrie 11 zu erkennnen. Die Vorrichtung ist mit ihrer zwingehförmigen Spanneinrichtung 2 an die geschliffene Stirnseite des Prüfstücks 1 angesetzt, und sie trägt die Führungsschiene 3. Auf dieser sind die Schiebeelemente 4; 5 angeordnet, wobei das andere Schiebeelement 5 mittels der Rändelschraube 9 auf der Führungsschiene 3 arretierbar ist.

Das eine Schiebeelement 4 ist mit dem winkelverstellbaren Meßteil 6 sowie mit dem Meßschenkei 7 und das andere Schiebeelement 5 ist mit der Aufzeichnungsunterlage 8 ausgebildet, die zum Befestigen von Zeichenpapier vorgesehen ist. Dem winkelverstellbaren Meßteil 6 wird zwecks Übertragung der charakteristischen Punkte A bis G der Schweißnahtgeometrie 11 das Meßpunktübertragungselement 10, ein rechtwinkliges Dreieck, zugeordnet. Das Aufzeichnen der charakteristischen Punkte A bis G der Schweißnahtgeometrie 11 erfolgt derart, indem der Meßschenkel 7 auf den Punkt A der zu übertragenden Schweißnahtgeometrie 11 eingestellt und mittels des winkelverstellbaren Meßteiis 6 sowie des rechtwinkligen Dreiecks, als Meßpunktübertragungselement 10 zur Anwendung kommend, eine Linie unter einem Winkel von 45° des Vollkreises von 360" auf dem auf der Aufzeichnungsunterlage 8 des arretierten anderen Schiebeelementes 5 angeordneten Zeichenpapier gezeichnet wird. Danach ist das eine Schiebeelement 4 auf der Führungsschiene 3 soweit zu verschieben, bis der Meßschenkel 7 auf den Punkt B eingestellt ist und, analog der Übertragung des Punktes A, eine Linie auf dem Zeichenpapier gezeichnet werden kann. Möglich ist es, darauf soll in diesem Zusammenhang hingewiesen werden, die Punkte A und B in einem beliebigen Abstand auf den auf dem Zeichenpapier dargestellten zugehörigen Geraden, unter den Bedingungen der Parallelverschiebung, festzulegen. Diese Wahl legt den Maßstab fest. Der Punkt D wird ermittelt, indem von den Punkten A und B horizontal und vertikal eine Gerade zu zeichnen ist, die zum Schnitt gebracht werden.

Auf der Geraden, weiche die Punkte A und B verbindet, liegen die Punkte C und E. Über ein Schrägstellen des winkel verstell baren Meßteiles 6 sind auch diese Punkte, unter Anwendung der Parallelverschiebung, auf das Zeichenpapier übertragbar. Der Punkt F, welcher entscheidende Aussagen zuläßt über den Tiefeinbrand, ist ermittelbar, indem eine Gerade, senkrecht zur Linie A, B und den Punkt E schneidend, bis zum Schnitt mit der Linie A, D gebracht wird.

Es sind alle gewünschten Punkte der Schweißnahtgeometrie 11 im vorher bestimmten Maßstab auf das Zeichenpapier übertragbar.

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Messen und Aufzeichnen von Schweißnahtquerschnitten, insbesondere zur Bestimmung der inneren und der äußeren Verbindungskonturen von Kehinahtverbindungen, bei weicher die ermittelten Meßdaten zur separaten Aufzeichnung übertragen werden, gekennzeichnet dadurch, daß eine Spanneinrichtung (2), für das stirnseitige Ansetzen an das Prüfstück (1), eine Führungsschiene (3) trägt, welcher zwei Schiebeelemente (4; 5) zugeordnet sind, wobei das eine Schiebeelement (4) mit einem winkelverstellbaren Meßteil (6) sowie mit einem Meßschenkel (7) und das andere Schiebeelement (5) mit einer Aufzeichnungsunterlage (8) ausgebildet ist, und mit dem winkelverstellbaren Meßteil (6) ein an sich bekanntes Meßpunktübertragungselement (10) in Wirkverbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das eine und/oder das andere Schiebeelement (4; 5) auf der Führungsschiene (3) arretierbar ausgebildet ist, beispielsweise mittels Rändelschraube (9), und für das Meßpunktübertragungselement (10) ein rechtwinkliges Dreieck zur Anwendung kommt.